[发明专利]带有非晶硅梁的集成半导体器件、制造方法和设计结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体结构和制造方法，更特别地，涉及与CMOS工艺集成的体声波滤波器和/或体声波谐振器、制造方法和设计结构。

背景技术

由于体声波(BAW)滤波器和体声波谐振器(BAR)的性能优势，它们变得更加普及，并且被用在当前先进的移动设备和系统的设计中。但是，由于制造的复杂性，体声波(BAW)滤波器和体声波谐振器(BAR)作为独立的器件来制造。即，体声波(BAW)滤波器和体声波谐振器(BAR)不是作为与其它CMOS、BiCMOS、SiGe HBT和/或无源器件集成的结构提供，由此导致了较高的制造成本和增加的制造处理。

因此，本领域中存在克服本文以上描述的不足和局限的需要。

发明内容

在本发明的第一方面中，一种方法包括形成包括非晶硅材料的至少一个梁并且在非晶硅梁上方且与其相邻提供绝缘体材料。该方法还包括形成通过绝缘体材料的通孔并且暴露非晶硅梁下面的材料。该方法还包括在通孔中和非晶硅梁上方提供牺牲材料。该方法还包括在牺牲材料上以及绝缘体材料上方提供盖子。该方法还包括通过盖子排放牺牲材料和下面材料，以分别在非晶硅梁之上形成上部空腔以及在非晶硅梁之下形成下部空腔。

在本发明的另一方面中，一种方法包括在SOI基板上方形成非晶硅梁并且在空腔形成期间用绝缘体材料保护非晶硅梁。空腔形成包括在非晶硅梁之上形成上部空腔和在非晶硅梁之下形成下部空腔。上部空腔是通过排放在非晶硅梁上方形成的牺牲材料形成的。下部空腔通过连接上部空腔和下部空腔的通孔，通过排放在非晶硅梁之下的下面材料形成。

在本发明还有的方面中，一种结构包括在绝缘体层上形成的非晶硅梁。上部空腔在绝缘体材料一部分上方，在非晶硅梁之上形成，并且下部空腔在非晶硅梁之下形成。连接通孔连接上部空腔和下部空腔，该连接通孔用绝缘体材料涂覆。体声波(BAW)滤波器或体声波谐振器(BAR)在非晶硅梁上。

在本发明的另一个方面中，提供了有形地体现在机器可读存储介质中用于设计、制造或测试集成电路的设计结构。该设计结构包括本发明的结构。在还有的实施例中，在机器可读数据存储介质上编码的硬件描述语言(HDL)设计结构包括元素，该元素当被在计算机辅助设计系统中处理时产生机器可执行的半导体结构表示，其中结构包括本发明的结构。在仍然还有的实施例中，提供了计算机辅助设计系统中的方法，用于产生半导体结构的功能设计模型。该方法包括产生半导体结构的结构化元素的功能表示。

具体而言，在本发明的实施例中，提供了在集成电路的设计、制造或模拟中使用的机器可读的设计结构。该设计结构包括：在绝缘体层上形成的非晶硅梁；在绝缘体材料一部分上方、在非晶硅梁之上形成的上部空腔；在非晶硅梁之下形成的下部空腔；把上部空腔连接到下部空腔的连接通孔，该连接通孔用绝缘体材料涂覆；以及非晶硅梁上的体声波(BAW)滤波器或体声波谐振器(BAR)。

附图说明

通过本发明示例性实施例的非限制性例子，参考注释出的多个附图，本发明在以下的具体描述中进行描述。

图1-5a、5b和6-10示出了根据本发明各方面的处理步骤和有关结构；

图11示出了沿着图10线A-A、根据本发明各方面的结构的顶视图；

图12a示出了根据本发明各方面的备选结构的顶视图；

图12b示出了根据本发明各方面的图12a的结构的侧视图；

图13示出了根据本发明各方面的备选结构和各个处理步骤；

图14示出了根据本发明各方面的备选处理步骤；

图15-18示出了根据本发明各方面的备选结构和各个处理步骤；及

图19是在半导体设计，制造和/或测试中使用的设计过程的流程图。

具体实施例

本发明涉及半导体结构和制造方法，更特别地，涉及与CMOS器件(和工艺)集成的体声波滤波器和/或体声波谐振器、制造方法和设计结构。具体而言，本发明针对与CMOS结构集成的体声波(BAW)滤波器或体声波谐振器(BAR)，诸如例如像由上部空腔和下部空腔环绕的滤波器。在实施例中，滤波器用非晶硅或多晶硅材料(下文称作非晶硅)形成。同样，在实施例中，下部空腔和上部空腔在单个排放步骤中形成，其中下部空腔在下面半导体材料中形成或者在半导体材料之上形成的绝缘体材料中形成。下部空腔和上部空腔可替代地可以在不同的蚀刻步骤中形成。在实施例中，滤波器梁以及其它器件的表面贯穿集成过程中可以用薄膜(例如氧化物)涂覆，以避免在排放期间蚀刻硅。